Diseño sistema abastecimiento agua potable sectores Barcelona

UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO Y RED MATRIZ DE
AGUA POTABLE DE LOS SECTORES: BARRIO POLAR - HUECO DULCE,
EL ENEAL I Y II, EL MIRADOR, LA ISLITA Y LA CEIBITA UBICADOS
EN EL MUNICIPIO SIMÓN BOLÍVAR BARCELONA, ESTADO
ANZOÁTEGUI.
Realizado por:
CLAUDIA JOSEFINA ANDRADE BARRERA.
Y
MARIELLA NATHALY ORTIZ MICHELANGELLI.
Trabajo de Grado presentado ante la Universidad de Oriente como
Requisito Parcial para optar al Título de Ingeniero Civil
PUERTO LA CRUZ, MARZO DE 2009

ANZOÁTEGUI.
Realizado por:
CLAUDIA JOSEFINA Y MARIELLA NATHALY
ANDRADE BARRERA ORTIZ MICHELANGELLI
Asesor:
PROF. MOUNIR BOU GHANNAM

ANZOÁTEGUI.
El Jurado hace constar que asignó a esta tesis la clasificación de:
Asesor:
PROF. MOUNIR BOU GHANNAM
Asesor Académico
Jurado:
PROF. HILDA MORALES PROF. LUIGI COTELLESSA
Jurado Principal Jurado Principal

RESOLUCIÓN
De Acuerdo Al Artículo 44 Del Reglamento De Trabajos De Grado: “Los
Trabajos Son Propiedad Exclusiva De La Universidad Y Solo Podrán Ser
Utilizados A Otros Fines Con El Consentimiento Del Consejo De Núcleo
Respectivo, Quien Lo Participara Al Consejo Universitario”.
iv

DDDeeedddiiicccaaatttooorrriiiaaa
DEDICATORIA
Este logro es el cumplimiento de unas de mis metas y el comienzo de nuevas
etapas, por ello quiero dedicárselos con mucho orgullo:
A Dios y a mi Angelito de la Guarda por darme la fortaleza, sabiduría y fe
para seguir hacia adelante en busca de cada unos de mis sueños, colocando en mí
camino, excelentes personas que me brindaron palabras de aliento y apoyo.
A Mis padres Edgard Andrade e Hilda de Andrade por darme todo lo que
soy como persona ofreciéndome su amor, comprensión y las herramientas necesarias
para que este momento llegara a mi vida. Por enseñarme a encarar cada una de las
adversidades sin decaer en el intento.
A Mis hermanos Evelyn Andrade y Edgard Andrade por compartir junto a
mi cada uno de mis sueños y poder contar con ustedes en todo momento.
A mi adorado abuelito Luís Hipólito Andrade por estar a mi lado en esta etapa
tan importarte y ser mi orgullo. Eres único abue!
A todos mis amigos y compañeros de estudio por su amistad, animo y
compañía incondicional en la diferentes etapas de mi vida.
A ti Amor por ser una persona especial e importante en mi vida y estar a mi
lado. Te amo mucho!
Claudia J. Andrade B.
v

A mi Padre Celestial y mi Dulce Madre la Virgencita; por acompañarme en
cada día de mi vida y por darme la virtud, fortaleza y constancia necesaria a lo largo
de mi existencia, que me ha permitido llegar a este momento tan especial. Por cada
triunfo, por cada tropiezo, puesto que éstos han forjado todo lo que soy; y sobre todo
por llenar mi camino de tantos ángeles que me han brindado paz y amor.
A mi ángel materializado, mi madre Mariela Michelangelli, por ser mi guía
en todo momento y llenar de luz todo lo que emprendo, por levantarme en cada caída,
por ser mi pilar de fortaleza. Sobre todo a ti mami porque nunca has contemplado lo
imposible. ¡Te adoro!
A ti también papá, José Alberto Ortiz Bianco, donde quieras que estés te
dedico este triunfo porque aunque no estas en este plano, sé que vez a través de mis
ojos y que conmigo estas logrando un sueño.
A mi hermanito bello José Manuel Ortiz Michelangelli, por ser mi joven
padre, mi amigo, mi fuente de inspiración, mi ejemplo a seguir, cúmulo de grandes
virtudes. ¡Te quiero mucho!
A mi súper hermana- madre Darzy Cerdeira por estar siempre aún cuando mis
ojos no te puedan ver, a su mágico viejito por acompañarme en cada momento difícil
(son fantásticos).
A todos mis amigos, sobre todo “Mi Bella Gran Familia” a Claudia Andrade,
Delimar Hernández, Lucelys Castañeda y Daniel Cabrera; por ser mis
compañeros de batallas en nuestra preciosa carrera universitaria, por cada momento
compartido, cada amanecer, cada risa (los quiero). A mi mejor amigo Mitchell
Márquez por creer en mi y confiar incluso cuando ni yo creí poder lograr ciertas
cosas.
vi

A mis profesores, no sólo de la carrera universitaria sino de toda la vida,
porque de alguna manera forman parte de lo que ahora soy.
A cada ser estupendo que no nombre por lo difícil de plasmar en un papel un
conjunto de sentimientos que se originan en mi pensamiento en tan solo pocos
segundos, a ustedes también les dedico éste éxito, porque forman parte de mi
presente, de mis recuerdos y de mi futuro, porque cada uno ha dejado una enseñanza
y porque en cada paso he dejado una semilla de amor.
Mariella N. Ortiz M.
vii

AAAgggrrraaadddeeeccciiimmmiiieeennntttooosss
AGRADECIMIENTOS
Primeramente a Dios y a la Virgen por conducir y acompañarnos en nuestros
caminos y llegar a esta gran meta anhelada desde niñas (ser profesionales).
A nuestros familiares que son la fortaleza de cada una, pero en especial a
nuestros padres y hermanos, por que nos han inculcado los valores que nos
identifican como persona y por cada palabra de aliento y empuje en los momentos
necesarios.
A todo el personal técnico y administrativo de la hidrológica HIDROCARIBE,
el Ministerio del Ambiente, El Instituto Nacional de Estadística (INE), a la
Estación de Bombeo Curaguaro, a la Planta de Tratamiento El Rincón; por
colaborar con nosotras, suministrando toda la información referente al tema que
poseían en sus diferentes departamentos.
Al profesor Luís González, Rubén D. Rondón R. y a Valentino Milito por
acompañarnos en el desarrollo de este trabajo de grado y aclarar cada interrogante
que se nos presento (y eso que fueron bastantes) con tanta cordialidad y paciencia.
Al profesor Mounir Bou Boughannam, quien acepto amablemente ser nuestro
asesor academico, brindándonos sabios consejos y por ser un excelente profesor.
A la Universidad de Oriente, personal administrativo del departamento de
Ingeniería Civil y en especial a los profesores por contribuir en nuestro aprendizaje
académico y de vida, Ofreciéndonos lo mas importante, la posibilidad de ser
Ingenieros.
Y por supuesto, a nuestros amigos por toda su colaboración preocupación,
ánimo y alegría en todo momento. ¡Los queremos!
viii

AAAgggrrraaadddeeeccciiimmmiiieeennntttooosss
Y por último, pero no menos importante, a cada persona que colaboró de alguna
u otra manera para llevar este proyecto a feliz termino.
¡A todos Mil Gracias!
Claudia y Mariella.
ix

RRReeesssuuummmeeennn
RESUMEN
En el presente trabajo de grado se realizo el diseño del sistema de abastecimiento y red
matriz de agua potable de los sectores Barrio Polar-Hueco Dulce, El Eneal I y II, El Mirador,
La Islita y La Ceibita ubicados en el Municipio Simón Bolívar Barcelona, Estado
Anzoátegui. Este deriva del proyecto de Sistema Integral de Abastecimiento de Agua Potable
para los Sectores Los Machos, Barrio Polar-El Eneal, Valles y Picas del Neveri, Naricual y
Zonas Aledañas, Ubicados en Barcelona, el cual nace debido a la deficiencia de
abastecimiento de agua potable que presentan dichos sectores. En el desarrollo del diseño del
sistema primeramente se recaudo información en sitio, complementándola con datos
suministrados por lo entes competentes en el área y se realizó a su vez un censo poblacional,
elaborando así un estudio demográfico de los sectores con el objeto de estipular, a través del
método geométrico, la proyección futura de la zona para un periodo de diseño de 30 años,
obteniendo así el consumo requerido por la población para el año 2038. Posteriormente se
efectuó un levantamiento topográfico para detallar los accidentes y variaciones de cotas del
terreno, lo que nos permitió definir la configuración del sistema y su funcionamiento por
bombeo. Una vez obtenida la información antes mencionada, se determino el sistema de
abastecimiento mediante el Software Watercad versión 4.5, a través del cual se simulo el
sistema que hidráulicamente cumple con los parámetros establecidos en las Normas
Sanitarias Venezolanas para este tipo de proyecto. Finalmente para darle curso a la
construcción de este proyecto se procedió a la elaboración de los planos y del presupuesto
empleando los Software de Autocad 2008 y IP3 (Control de Obras) respectivamente. El
proyecto se clasifico en seis capítulos, los cuales presentan la siguiente secuencia lógica: El
capítulo uno, muestra las características generales de la zona en estudio, así como el
planteamiento del problema y los objetivos. El capítulo dos, establece el marco teórico
relacionado con el tema de este proyecto. En el capítulo tres, se señala el comportamiento
actual del sistema. En el capítulo cuatro, se describe el marco metodológico empleado y una
muestra de los cálculos realizados. En el capítulo cinco, se discuten los resultados así como
se proponen soluciones a la problemática existente y en el capítulo seis se muestran las
conclusiones y recomendaciones.
x

ÍÍÍnnndddiiiccceee
INDICE
RESOLUCIÓN iv
DEDICATORIA v
AGRADECIMIENTOS viii
RESUMEN x
INDICE xi
INDICE DE TABLAS xviii
INDICE DE FIGURAS xx
CAPITULO I. INTRODUCCIÓN. 23
1.1. GENERALIDADES. 23
1.1.1. Ubicación Geográfica. 25
1.1.2. Hechos Históricos. 26
1.1.3. Aspectos Cartográficos. 26
1.1.3.1. Clima. 27
1.1.3.2. Vegetación. 27
1.1.3.3. Suelos. 27
1.1.3.4. Geología. 27
1.1.3.5. Relieve. 28
1.1.4. Aspectos Socio-Económicos. 28
1.1.4.1. Actividad Económica. 28
1.1.4.2. Actividad Turística. 29
1.1.5. Aspecto del Desarrollo Urbano. 29
1.1.5.1. Tendencia al Crecimiento. 30
1.1.6. Aspectos de Salud. 30
1.1.7. Servicios Básicos. 31
1.1.7.1. Acueducto. 31
1.1.7.2. Cloacas. 31
xi

1.1.7.3. Electricidad. 32
1.1.7.4. Vialidad. 32
1.1.7.5. Teléfono. 33
1.1.7.6. Drenaje. 33
1.1.7.7. Transporte. 33
1.1.7.8. Educación. 34
1.1.7.9. Desechos Sólidos. 34
1.1.7.10. Gas. 34
1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. 35
1.3. OBJETIVOS. 37
1.3.1. Objetivo General. 37
1.3.2. Objetivos Específicos. 37
CAPITULO II. FUNDAMENTOS TEÓRICOS. 38
2.1. INTRODUCCIÓN. 38
2.2. ANTECEDENTES. 38
2.3. DEFINICIONES BÁSICAS PARA EL DISEÑO. 39
2.3.1. Fluido. 40
2.3.2. Dotación. 40
2.3.3. Caudal. 40
2.4. CONSUMO DE AGUA. 41
2.5. TIPOS DE CONSUMO. 42
2.6. SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE. 43
2.7. COMPONENTES DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE. 44
2.7.1. Fuentes de Agua. 44
2.7.2. Tomas. 45
2.7.3. Desarenador. 45
2.7.3.1. Componentes Principales de un Desarenador. 45
2.7.4. Obras de Aducción o Conducción. 46
xii

2.7.5. Estanques de Almacenamiento. 46
2.7.5.1. Tipos de Estanques. 49
2.7.6 Obras de Distribución. 49
2.8. PRINCIPALES SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE. 50
2.8.1. Sistema de Alimentación Directa. 50
2.8.2. Sistema de Distribución por Gravedad. 51
2.8.3. Sistema de Distribución por Combinación de Estanque Bajo, Bomba
de Elevación y Estanque Alto. 51
2.8.4. Sistema de Distribución con Equipo Hidroneumático. 51
2.9. PÉRDIDAS EN UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE. 51
2.9.1. Causas. 52
2.10. CRITERIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO Y EVALUACIÓN DE
SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE. 53
2.10.1. Período de Diseño. 53
2.10.1.1. Durabilidad o Vida Útil de las Instalaciones. 53
2.10.1.2. Facilidades de Construcción y Posibilidades de Ampliaciones o
Sustituciones. 54
2.10.1.3. Tendencias de Crecimiento de la Población. 54
2.10.1.4. Posibilidades de Financiamiento y Rata de Interés. 55
2.10.1.5. Rango de Valores. 55
2.10.2. Población de Diseño. 57
2.10.2.1. Método Lineal. 58
2.10.2.2. Método Geométrico. 59
2.10.2.3. Método Logarítmico. 60
2.10.2.4. Métodos Estadísticos. 60
2.10.2.5. Método de las Densidades. 61
2.10.3. VARIACIONES PERIÓDICAS DE LOS CONSUMOS. 64
xiii

2.10.3.1. Consumo Medio Diario (Qm). 65
2.10.3.2. El Consumo Máximo Diario (QMD). 66
2.10.3.3. El Consumo Máximo Horario (QMH). 66
2.10.3.4. Gasto de Incendio. 67
2.10.3.4.1. Almacenamiento de Agua para Combatir Incendios. 47
2.10.4. Selección de Tuberías. 70
2.10.5. Determinación de Diámetros para las Tuberías de Acueductos. 72
2.10.6. Chequeo de Sobrepresión por Golpe de Ariete. 73
2.10.7. Profundidades de Tuberías. 75
2.10.8. Pérdidas en Tuberías. 76
2.10.8.1. Pérdidas por Fricción. 77
2.10.8.2. Pérdidas Menores. 77
2.11. REDES DE DISTRIBUCIÓN. 78
2.11.1. Componentes de las Redes de Distribución. 78
2.11.2. Clasificación de Redes de Distribución. 79
2.11.3. Elementos Complementarios. 81
2.11.3.1. Válvulas. 81
2.11.3.1.1. Ubicación de Válvulas. 60
2.11.3.1.2. Válvulas que se Emplean en los Sistemas de
Abastecimientos 61
2.11.3.2. Hidrantes. 86
2.11.3.3. Tanquillas Rompe Carga. 86
2.12. DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN. 86
2.12.1 Velocidades en las Tuberías de la Red de Distribución. 88
2.12.2 Consideraciones Complementarias de Orden Práctico para el Diseño
de las Redes de Distribución. 88
2.12.3 Presiones y Diámetros Normalizados. 94
2.13. INVESTIGACIONES Y ESTUDIOS PRELIMINARES. 96
xiv

2.13.1. Estudios Demográficos. 96
2.13.2. Estudios Topográficos. 97
2.13.3. Estudios Sanitarios de la Hoya y Calidad del Agua. 97
2.13.4. Estudios Hidrológicos. 98
2.13.5. Estudios Geológicos. 98
2.13.6. Estudios Misceláneos. 99
2.13.7 Estudio de Obras Existentes y Servicios Públicos 100
2.14. SOFTWARE WATERCAD VERSION 4.5. 100
CAPÍTULO III. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO. 103
3.2. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA EXISTENTE. 103
3.2.1. Fuente de Abastecimiento.
103
3.2.2. Estación de Bombeo. 105
3.2.3. Línea de Aducción Curaguaro- Planta El Rincón. 107
3.1.3. Sistema de Potabilización. 108
3.1.4. Almacenamiento. 108
3.1.5. Tubería de Aducción. 109
3.1.6. Tuberías Matrices y Red de Distribución de los Sectores. 109
CAPÍTULO IV. MARCO METODOLÓGICO Y CÁLCULOS. 112
4.2. ESTUDIOS PRELIMINARES. 113
4.2.1. Estimación de la Población Futura. 113
4.2.1.1. Métodos Empleados Para la Estimación de la Población Futura. 114
4.2.1.1.1. Método Lineal. 92
4.2.1.1.2. Método Geométrico. 93
4.2.1.1.3. Método Logarítmico. 94
4.2.2. Estimación de la Dotación. 117
4.2.2.1. Dotación por Habitantes. 117
xv

4.2.2.2. Dotación Institucional. 117
xv

4.3.3. Demanda Actual y Futura. 118
4.3.3.1. Consumo Medio Diario (Qm). 118
4.3.3.2. Consumo Máximo Horario (Qmh). 119
4.3.4. Levantamiento Topográfico. 120
4.4. DISEÑO DE RED MATRIZ Y DE DISTRIBUCIÓN. 121
4.4.1. Consideraciones del Diseño. 121
4.4.2. Red Matriz. 122
4.4.3. Red de Distribución. 123
4.4.4. Estanque de Almacenamiento. 124
4.5. APLICACIÓN DEL SOFTWARE WATERCAD. 127
4.6. ELABORACIÓN DE PLANOS DEL PROYECTO. 146
4.7. CÓMPUTOS MÉTRICOS. 147
4.8. PRESUPUESTO. 148
CAPÍTULO V. ANÁLISIS DE RESULTADOS. 149
5.2. NORMAS QUE SE CONSIDERARON PARA EL ANALISIS DE
RESULTADOS QUE ARROJO EL SOFTWARE WATERCAD. 149
5.3. SIMULACION DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE SELECCIONADO PARA LOS SECTORES ESTUDIADOS. 150
5.4. DESCRIPCION DEL SISTEMA SELECCIONADO. 158
5.4.1. Red Matriz. 158
5.4.2. Red de Distribución. 159
5.4.3. Unión de los Tramos de Tuberías. 163
5.4.4. Apoyo en los Tramos de Tuberías. 163
5.4.5. Profundidad y Ancho de la Zanja. 163
5.4.6. Estanque de Almacenamiento. 164
CAPÍTULO VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 165
6.1. CONCLUSIONES. 165
6.2. RECOMENDACIONES. 166
xvi

BIBLIOGRAFIA. 169
APÉNDICE A: Tablas y Figuras. 151
APÉNDICE B: Cómputos Métricos. 165
APÉNDICE C: Análisis y Precios Unitarios. 178
APÉNDICE D: Presupuestos. 303
APÉNDICE E: Planos. 315
xvii

INDICE DE TABLAS
Tabla Título Pág.
1.1 8Enfermedades más Frecuentes Reportadas Para Todos los Sectores
Consumos Mínimos Permisibles2.1 18
2.2 40Tipos de Ciudades Según Densidades de Población
Cálculo del QMD y QMH por Diversos Autores2.3 45
Duraciones de Incendios según QI2.4 46
Valor de Coeficiente C Hazen-Williams2.5 49
Módulo de Elasticidad de los Materiales usados en Tuberías2.6 52
Profundidades y Anchos de Zanjas Para Tuberías2.7 54
Diámetro de Válvula de Acuerdo con el Diámetro de Tubería2.8 60
Diámetro de la Ventosa Correspondiente al Diámetro de la
Tubería
2.9
62
Diámetro de la Purga Correspondiente al Diámetro de la Tubería2.10 63
Velocidades Máximas Según el Diámetro de la Tubería2.11 66
Diámetros Mínimos de las Tomas Particulares de Acuerdo con las
Dotaciones Asignadas a las Parcelas en Litros por Día
2.12
70
Anclajes para Tees, Codos y Tapones2.13 72
Presiones Mínimas en la Tubería de la Red2.14 73
Registro Censales de la Población en Estudio en el Año 1981.4.1 91
Registro Censales de la Población en Estudio en el Año 2008.4.2 92
Registro Censales de la Población de Naricual4.3 93
Tabla Resumen de la Población Futura Empleando Diferentes
Métodos
4.4
94
Tabla Resumen de los Caudales Medios4.5 97
Tabla Resumen de los Caudales Máximos Horarios4.6 98
Resultados de los Nodos5.1 129
xviii

Tabla Título Pág.
5.2 Resultados de las Tuberías. 132
5.3 Dimensiones de las Zanjas de Acuerdo a sus Respectivos
Diámetros 142
xix

INDICE DE FIGURAS
Fig. Título Pág.
1.1 Ubicación Geográfica del Sector I 1
1.2 Ubicación Geográfica del Sector II 2
1.3 Ubicación Geográfica del Sector III 2
1.4 Ubicación Geográfica del Sector IV 3
1.5 Ubicación Geográfica de la Zona en Estudio 4
1.6 Distribución Urbanística de los Sectores en Estudio 7
Módulo Asistencial de Barrio Adentro1.7 9
Vía Principal1.8 10
Vías Secundarias1.9 11
Planteles Educacionales1.10 12
Curva de Variación Horaria2.1 25
Curva de Consumos Acumulados2.2 25
Componentes de un Sistema de Abastecimiento2.3 28
Curva Típica de Variaciones Horarias del Consumo (INOS)2.4 43
Codo de Anclaje2.5 67
Reducción con Anclaje2.6 68
Dirección de la Fuerza Actuante Sobre el Anclaje2.7 69
Diagrama de Conexiones2.8 71
Ventana de Inicio2.9 80
Toma de la Zona de Caratal3.1 82
Canal de Caratal3.2 83
Succión de la Estación de Bombeo Curaguaro3.3 84
Bombas de la Estación de Bombeo Curaguaro3.4 84
Tubería de Impulsión de la Estación de Bombeo Curaguaro3.5 85
Tanque de Almacenamiento de la Planta El Rincón3.6 86
Distribución de las Tuberías del Sistema4.1 101
xx

Fig. Título Pág.
4.2 Curva de Variación Horaria de Consumo Para el Año 2038 103
4.3 Curva de Consumos Acumulados Para el Año 2038 104
4.4 Ventana Principal 106
4.5 Ventana “Guardar Como” 107
4.6 Menú “File” 107
4.7 Solicitud de Configuración del Proyecto 108
4.8 Ventana “Create File As” 108
Ventana “Project Setup Wizard” Nº 14.9 109
4.13 Ventana “Polyline to Pipe Wizard” Nº5 113
4.16 Vista del Dibujo Importado 114
Ventana “Pattern”4.17 115
4.18 Ventana “Pressure Junction” Nº1 117
4.19 Ventana “Pressure Junction” Nº2 117
Ventana “Pressure Pipe”4.20 118
4.21 Ventana de Bomba 119
4.22 Ventana de Reservorio Nº1 (Tanque) 120
4.23 Ventana de Reservorio Nº2 (Planta El Eneal) 120
Ventana “Scenario” Pestaña “Calculation”4.24 121
Ventana “Scenario” Pestaña “Results”4.25 122
Ventana “Table Manager”4.26 123
Ventana “Table – Junction Report”4.27 123
4.28 Ventana “Table – Pipe Report” 124
xxi

Fig. Título Pág.
5.1 Curvas de Isopresión en la Red de Distribución 135
xxii

CCCaaapppiiitttuuulllooo III... IIInnntttrrroooddduuucccccciiióóónnn
CAPITULO I. INTRODUCCIÓN
1.1. GENERALIDADES.
Es imprescindible para la comprensión del presente trabajo de grado, tomar en
cuenta que la descripción del sistema que se detalla a continuación, abarca una parte
(Sector II) del proyecto del Sistema Integral de Abastecimiento de Agua Potable para
los Sectores Los Machos, Barrio Polar-El Eneal, Valles y Picas del Neveri, Naricual y
Zonas Aledañas, Ubicados en Barcelona, el cual nace debido a la deficiencia de
abastecimiento de agua potable que presentan estos sectores, para el desarrollo de
dicho proyecto se realizaron cuatro trabajos de investigación que se distribuyeron de
la siguiente manera:
Sector I “Los Machos”: Contiene los sectores Barrio Mallorquín, Vista
Alegre, Ojo de Agua y La Caico, el cual se muestra en la figura 1.1.
Figura 1.1 Ubicación Geográfica del Sector I.

CCCaaapppiiitttuuulllooo III... IIInnntttrrroooddduuucccccciiióóónnn 24
Sector II “Barrio Polar – Eneal”: Comprende los sectores mostrados a
continuación en la figura 1.2, tales como: Barrio Polar - Hueco Dulce, El Eneal
I y II, El Mirador, La Islita y La Ceibita.
Figura 1.2 Ubicación Geográfica del Sector II.
Sector III “Valles y Picas del Neverí”: Incluye los sectores que se aprecian
en la figura 1.3, los cuales son: Valles del Neverí, Neverí, Picas del Neverí,
Neverí Central, Las Viviendas, Las Margaritas y El Playón.
Figura 1.3 Ubicación Geográfica del Sector III.

Sector IV “Naricual”: Involucra los sectores Casco Central, Las Minas,
Santa Bárbara, Cotoperi, Las Acacias, Zona Militar, José Antonio Anzoátegui,
19 de Abril, Agua Caliente y Villa Teresa (Ver figura 1.4).
Figura 1.4 Ubicación Geográfica del Sector IV.
Vale la pena destacar que parte de las actividades programadas en este trabajo
de grado, se realizaron de manera consecutiva junto a cada grupo, para de esta
manera poder avanzar con el cronograma establecido.
1.1.1. Ubicación Geográfica.
El estado Anzoátegui se encuentra ubicado en la región Nor-Oriental del país
entre las coordenadas 07º40`16", 10º15`36" de latitud Norte y 62º41`05", 65º43`09"
de latitud Oeste, con una superficie aproximada de 43.300 Km2
, representando así un
4,75% del Territorio Nacional, se divide en veintiún (21) municipios, entre los cuales
destaca el Municipio Simón Bolívar situado al nor-oeste del estado, cuya ubicación se
puede observar con mayor claridad en la figura 1.5, este municipio cuenta con una
superficie de 1.706 km², altitud 13 msnm y temperatura 32 ºC , en donde se localiza

los sectores en estudio (Barrio Polar - Hueco Dulce, El Eneal I y II, El Mirador, La
Islita y La Ceibita), los cuales presentan dos vías de acceso: Pele el Ojo y Naricual.
Figura 1.5 Ubicación Geográfica de la Zona en Estudio
1.1.2. Hechos Históricos.
Los sectores Barrio Polar - Hueco Dulce, El Eneal I y II, El Mirador, La Islita y
La Ceibita, están ubicado en el norte del Municipio Bolívar formando parte de su
zona rural, se desconoce con precisión la fecha en la que se fundaron los mismos,
pero para el año 1963 ya residían algunas familias.
1.1.3. Aspectos Cartográficos.
Entre los aspectos cartográficos descritos en la zona estudiada se destacan el
clima, la vegetación, el tipo de suelo, la geología y el relieve.

1.1.3.1. Clima.
El Municipio presenta dos períodos definidos, secos entre los meses de
diciembre y marzo y lluviosos el resto del año con precipitaciones que oscila entre
600 y 1500mm, con una temperatura promedio de 32 ºC definiéndose como un clima
semi- árido.
1.1.3.2. Vegetación.
El área de estudio presenta una vegetación correspondiente a los bosques muy
secos tropicales formado por árboles que tienen entre 5 y 15 metros de altura y
arbustos que comprenden los llamados espinares, cujizales, apamate, jabillo, ceiba
entre otros.
1.1.3.3. Suelos.
El tipo de suelo predominante es el Aridisol (haplocambids), los cuales se
desarrollan en zonas áridas y semiáridas, no tienen acumulación de material orgánico
y se localizan en la planicie literal en diferentes zonas arenosas a la línea de costa. Su
textura es franco arcillosa y arcilla muy fina, son moderadamente salinos; siendo sus
colores predominantes el marrón amarillento y el gris oscuro, con drenaje externo e
interno lento (imperfectamente drenado).
1.1.3.4. Geología.
La geología de esta zona por lo general esta formada por materiales de la eras
terciarias y cuaternaria, prevaleciendo las lutitas carbonosas de la formación de
Naricual y las areniscas duras de la formación de San Juan respectivamente.

1.1.3.5. Relieve.
El paisaje montañoso de estos sectores esta constituido por un tipo de relieve
con vertientes irregulares de topografía escarpada, donde las pendientes varían entre
30 y 45%, observándose un especie de lomas suavemente redondeadas, producto del
modelado sobre las rocas lutiticas. En esta zona se encuentra también el glacis
coluvial presentando una topografía suavemente inclinada con pendientes que varían
de 2 a 5%, estando en la actualidad muy intervenido, de manera que la actividad
erosiva es moderada a severa, presentando un escurrimiento laminar y en surcos.
1.1.4. Aspectos Socio-Económicos.
Los principales aspectos socio-económicos que presenta la población de los
sectores de estudio son:
1.1.4.1. Actividad Económica.
La actividad económica más significativa de los sectores, es la agrícola con la
siembra de ocumo, caña, yuca, maíz entre otros productos, por otro lado también son
sembrados y recolectados los árboles frutales como el cambur, el merey, la ciruela, el
plátano, la lechosa, los cuales son vendidos en el Mercado Municipal de Puerto la
Cruz.
El otro tipo de actividad desarrollada como comercio local es la venta en
bodegas en toda el área y un mercal donde los habitantes se proveen de los alimentos
a consumir.

1.1.4.2. Actividad Turística.
En estos sectores no se desarrollan ninguna actividad turística.
1.1.5. Aspecto del Desarrollo Urbano.
En los sectores predominan los tipos de viviendas rurales, realizadas por los
entes gubernamentales. La distribución espacial de esta población no posee ningún
tipo de planificación urbanística, puesto que su crecimiento ha sido de manera
desorganizada como se muestra en la figura 1.6.
Actualmente existen dos instituciones educativas ubicadas en el sector Barrio
Polar y Eneal I, también cuenta con una cancha como lugar de esparcimiento y los
comercios que prevalecen son de tipo “bodegas”. En cuanto a los centros asistenciales
de salud, se localizan dos módulos asistenciales de “Barrio adentro” en La Ceibita y
El Eneal II.
Figura 1.6 Distribución Urbanística de los Sectores en Estudio.

1.1.5.1. Tendencia al Crecimiento.
El crecimiento de esta población esta limitado por la topografía de la zona, pero
la adición de personas se debe fundamentalmente al crecimiento de los grupos
familiares que residen en los diferentes sectores o por las llegadas de nuevos
pobladores que se ven atraídos a la población por la cercanía de la ciudad.
1.1.6. Aspectos de Salud.
Las enfermedades de origen hídrico registradas con mayor frecuencia en los
Módulos Asistenciales de los Barrio Adentro (figura 1.7) en el presente año para los
sectores son los que se reflejan en la tabla 1.1.
Tabla 1.1. Enfermedades más Frecuentes Reportadas para todos los Sectores.
Enfermedades Casos Reportados (%)
Parasitismo 61.65
Enfermedad Diarreica Aguda (EDA) 27.07
Amebiasis 11.28
Hepatitis 0
Fuente: Módulo Asistencial Barrio Adentro
Es importante destacar que las enfermedades dérmicas de origen hídrico no son
atendidas en éstos lugares, puesto que no se cuenta con un laboratorio para detectar y
tratar estos padecimientos.

Figura 1.7 Módulo Asistencial de Barrio Adentro
1.1.7. Servicios Básicos.
Los principales servicios básicos que se encuentran en la población son los
siguientes:
1.1.7.1. Acueducto.
La población posee un servicio de abastecimiento de agua potable deficiente
debido a: el deterioro de las tuberías puesto que ya cumplieron con su vida útil; al
déficit de presión causado por tomas ilegales en la tubería matriz realizada por los
residentes de otros sectores y a la poca calidad del agua que es suministrada; lo que
conlleva a que parte de los habitantes se abastezcan de agua cruda.
1.1.7.2. Cloacas.
En relación con el sistema de recolección de aguas servidas, la población de los
sectores, no cuenta con este servicio. Para la disposición de estas aguas los habitantes
han construidos sépticos y letrinas.

1.1.7.3. Electricidad.
Actualmente CADAFE presta este servicio a la población, aunque por medio de
conversaciones sostenidas con los habitantes, informaron que el servicio eléctrico es
deficiente sobre todo en épocas de lluvia.
1.1.7.4. Vialidad.
Con respecto al trazado vial, es importante mencionar antes que todo, que la
población cuenta con dos vías de acceso (Naricual y Pele el Ojo), las cuales se
encuentran asfaltadas aunque presentando en ciertos tramos baches, por otra parte
estas mismas características se observan en la vía principal de los sectores como se
muestra a continuación en la figura 1.8.
Figura 1.8 Vía Principal.
La gran mayoría de las vías secundarias de cada uno de los sectores que
permiten el acceso a las viviendas no están pavimentadas y las que están asfaltadas
presentan las mismas condiciones antes indicadas que se puede apreciar en la figura
1.9.

Figura 1.9 Vías Secundarias
1.1.7.5. Teléfono.
La Compañía Anónima Nacional de Teléfonos Venezolanos (CANTV) no
presta su servicio a esta población, por lo que la gran mayoría de los habitantes
cuenta con los servicios de telefonía fija y móvil que ofrecen las empresas Movilnet,
Movistar y Digitel.
1.1.7.6. Drenaje.
En los sectores Barrio Polar - Hueco Dulce, El Eneal I y II, El Mirador, La
Islita y La Ceibita, no existe sistema de alcantarillado de aguas de lluvia.
1.1.7.7. Transporte.
Existe en la localidad una línea de transporte que se encarga de trasladar a los
pobladores hasta la ciudad de Barcelona por medio de autobuses, busetas y en menor
proporción hacen uso de los servicios de taxi.

1.1.7.8. Educación.
En la actualidad las instituciones educativas están dispuestas de la siguiente
manera: un plantel donde se imparte la educación primaria (Eneal I) y un liceo
(Barrio Polar- Hueco Dulce) tal como se observa en la figura 1.10. En cuanto a la
educación superior están situadas en las ciudades de Barcelona y Puerto la Cruz.
Liceo (Barrio Polar – Hueco Dulce) Colegio (Eneal I)
Figura 1.10 Planteles Educacionales.
1.1.7.9. Desechos Sólidos.
El servicio de recolección de desechos sólidos en la gran mayoría de los
sectores es realizado dos veces por semana a través de la cooperativa Coperal, la cual
trabaja para la alcaldía del Municipio Simón Bolívar; el resto de la población que no
se benefician de este servicio, hacen recolección de los desperdicios y los queman.
1.1.7.10. Gas.
En los sectores Barrio Polar - Hueco Dulce, El Eneal I y II, El Mirador, La
Islita y La Ceibita, los habitantes se surten de gas mediante la compra de bombonas
suministradas por las empresas Tropiven y Lotogas.

1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
Existen zonas en nuestro país que carecen de agua potable, debido al
incremento poblacional sin planificación, lo cual ha causado una gran demanda de los
recursos, por lo que es fundamental para el desarrollo del país buscar soluciones a la
problemática del servicio de agua potable y para esto es primordial involucrarse con
las necesidades de las comunidades.
Un buen ejemplo de esta problemática se vive en algunos sectores que forman
parte del Municipio Simón Bolívar de Barcelona, en el estado Anzoátegui, los cuales
presentan carencias y mala calidad de agua potable.
El sector Eneal II, La Islita y El Mirador son afectados por la escasez de agua
potable, debido al déficit de presión causado por tomas ilegales en la tubería matriz
realizada por los habitantes de otros sectores, lo que ha llevado a la población a
proveerse del sistema de riego (agua cruda) para satisfacer sus necesidades, el cual
proviene del Canal de Caratal.
El Eneal I y La Ceibita se abastecen de la planta de tratamiento El Eneal, que
se encuentra ubicada en el último sector antes mencionado. Esta planta no posee las
condiciones ni los elementos necesarios para el tratamiento adecuado del agua, por lo
tanto este recurso no cumple con los requisitos mínimos de calidad exigidos por la
normativa vigente para el consumo humano.
Las tuberías de la red existente en los sectores anteriores, se encuentran en
condiciones inadecuadas, unas asociadas a la falta de mantenimiento y otras porque
cumplieron con su vida útil, contribuyendo en parte a la deficiencia del suministro de
este vital líquido (agua).

El sector Barrio Polar – Hueco Dulce posee actualmente un sistema de
abastecimiento de agua potable suministrado provisionalmente por la empresa polar,
tomando en cuenta que dicho sistema no abastece a cierta parte de la población de
este sector, debido a que los mismos no cuentan con una red de distribución.
La escasa y mala calidad del agua afecta negativamente a la salud,
desencadenando ciertas enfermedades dérmicas, gastrointestinales, entre otras; debido
a que no se mantienen las condiciones higiénicas mínimas necesarias para el aseo
personal y la preparación de los alimentos.
Esta problemática también perjudica al desarrollo industrial, agrícola y en
general a todo el proceso productivo, debido a que el agua es capaz de multiplicar la
riqueza de una región, lo que explica que la política hidráulica se contemple no como
una simple administración técnica, sino más bien con importantes connotaciones
sociales y territoriales.
En éste sentido, debido a la alarmante situación que viven estas comunidades
surge el propósito de éste proyecto, el cual se fundamenta en el diseño de un nuevo
sistema de abastecimiento y redes de distribución de agua potable, cuya red matriz se
iniciará en la Planta de Potabilización José Antonio Anzoátegui y finalizará en el
sector Naricual, colocándose en el recorrido de la tubería matriz las tomas pertinentes
para abastecer a los sectores en estudio (redes de distribución); para ello se deberá
hacer un estudio de toda la red existente, tomando en cuenta también el
levantamiento topográfico, la fuente de abastecimiento, la población futura y la
demanda de agua; todo esto con la finalidad de garantizar un suministro continuo y
con ello mejorar la calidad de vida de los habitantes de éstos sectores.

1.3. OBJETIVOS
1.3.1. Objetivo General:
Diseñar un sistema de abastecimiento y red matriz de agua potable de los
sectores: Barrio Polar - Hueco Dulce, El Eneal I y II, El Mirador, La Islita y La
Ceibita, ubicados en el Municipio Simón Bolívar, Estado Anzoátegui.
1.3.2. Objetivos Específicos:
Recopilar información sobre la situación actual del sistema de
abastecimiento de los sectores en estudio.
Estudiar la población actual y proyección futura.
Realizar el levantamiento topográfico de la zona en estudio.
Calcular el sistema de abastecimiento de agua potable.
Dibujar los planos de las redes diseñadas y sus detalles.
Elaborar los cómputos métricos, análisis de precios unitarios y presupuesto
estimado.

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CAPITULO II. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
2.1. INTRODUCCIÓN.
El sistema de transporte de agua más extenso de la antigüedad fue el construido
por los romanos, los cuales lo denominaron Acueducto.
A partir del siglo XIX el aumento de la población en las zonas urbanas obligó a
realizar grandes obras de conducción y tratamiento de las aguas. Actualmente los
acueductos han evolucionado convirtiéndose en sistemas de abastecimiento de agua
complejos, conformados por diversas estructuras.
Para el estudio y comprensión de un sistema de abastecimiento, es necesario
conocer un conjunto de conceptos, definiciones y términos inherentes a la hidráulica
de tuberías, para hacer un análisis objetivo y preciso, orientado a establecer criterios
bien fundados para la evaluación de las condiciones que influyen en el sistema y su
funcionamiento; en la elaboración de propuestas que permitan mejorar dichas
condiciones y por ende el desempeño, permitiendo una mayor eficiencia en el
rendimiento del mismo.
2.2. ANTECEDENTES.
A continuación se indican algunos Trabajos de Investigación que se han
realizado en la Universidad de Oriente relacionados con esta área, los cuales sirven
como referencia para el desarrollo de este proyecto.

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En el año 2007, García L. y Perdomo E. Diseñaron el sistema de abastecimiento
de agua para el sector El Rincón Adentro, ubicado en el Municipio Sotillo del Estado
Anzoátegui, usando como herramienta principal el software WaterCad; todo esto se
realizo con la finalidad de proporcionar a la población, una solución con respecto a la
escasez de agua potable. [1]
En el año 2007, Fajardo H. y Requena A. Diseñaron el sistema de
abastecimiento de agua para los sectores Bahía Costa Mar y el Telésforo en el
Municipio Guanta del Estado Anzoátegui, donde emplearon el software WaterCad,
mediante el cual se obtuvieron las simulaciones necesarias para la evaluación de
dicho sistema. [2]
En el año 2005, Rojas L. y Yaselli R. Determinaron si el sistema de
abastecimiento de agua potable en la zona sur del Municipio Juan Antonio Sotillo, era
capaz de surtir de agua a la población actual y futura de los sectores estudiados. [3]
En Abril del año 2004, Espinoza E. y Monasterios F. Demostraron a través de
un programa de computación que tanto el sistema de abastecimiento como el de
distribución de la zona sur de Barcelona presentaba deficiencias, recomendando la
ampliación de las instalaciones que conforman dichos sistemas. [4]
2.3. DEFINICIONES BÁSICAS PARA EL DISEÑO.
A continuación se definen los principales conceptos elementales para la mayor
comprensión de un diseño.

2.3.1. Fluido.
Es aquella sustancia que, debido a su poca cohesión intermolecular, carece de
forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene. [5]
2.3.2. Dotación.
Es la cantidad de agua por unidad de tiempo que consume una persona. En
nuestro país se ha separado la ejecución de programas de acueductos en dos sectores
que se han definido como rural y urbano. Para la determinación del consumo mínimo
de agua para fines de diseño, las normas del Instituto Nacional de obras Sanitarias
“Para el Diseño de Abastecimiento de Agua”, contempla lo siguiente: “Cuando sea
necesario proyectar un sistema de abastecimiento de agua para una ciudad y no se
tengan datos confiables sobre consumo se sugieren como consumos mínimos
permisibles para el objeto de diseño los indicados en la tabla 2.1. [6]
Tabla 2.1. Consumos Mínimos Permisibles. [6]
Población(Hab.)
Servicio con
Medidores (lts/pers/día)
Servicio sin
Medidores (lts/pers/día)
Hasta 20.000 200 400
20.000 a 50.000 250 500
Mayor de 50.000 300 600
2.3.3. Caudal.
Se llama caudal, en una determinada sección, el volumen líquido que atraviesa
esta sección en la unidad de tiempo. En el SI ó MKS y en el STM, el caudal se
expresa en m3
/s y se calcula con:

Q = V * A (2.1)
Donde:
Q = Caudal (m3
/s)
V = Velocidad Promedio (m/s)
A = Área transversal del flujo (m2
)
2.4. CONSUMO DE AGUA.
El consumo de agua es función de una serie de factores inherentes a la propia
localidad que se abastece y varía de una ciudad a otra, así como podrá variar de un
sistema de distribución a otro, en una misma ciudad.
Los principales factores que influyen en el consumo de agua en una localidad
pueden ser resumidos de la siguiente manera:
Clima.
Nivel de vida de la población.
Sistema de provisión y cobranza (servicio medio o no).
Costumbre de la población.
Calidad de agua suministrada.
Costo del agua (tarifa).
Presión en la red de distribución.
Consumo comercial.
Consumo industrial.

Consumo público.
Pérdida en el sistema.
Existencia de red de alcantarillado, entre otros.
Es oportuno hacer énfasis en que la forma de suministro de agua ejerce notable
influencia en el consumo total de una ciudad, pues en las localidades donde el
consumo es medido por medio de hidrómetros, se constata que el mismo es
sensiblemente menor en relación a aquellas ciudades donde tal medición no es
efectuada.
2.5. TIPOS DE CONSUMO.
En el abastecimiento de una localidad, deben ser consideradas varías formas de
consumo de agua, que se pueden clasificar de la siguiente manera:
Uso Doméstico: Constituido por descarga del escusado, aseo corporal,
cocina, bebida, lavado de ropa, riego de jardines y patios, limpiezas en general,
lavado de automóviles y aire acondicionado, entre otros.
Uso Comercial: Esta compuesto por tiendas, bares, restaurantes, estaciones
de servicios y otros.
Uso Industrial: Constituido por agua como materia prima, agua consumida
en procesamiento industrial, agua utilizada para congelación, agua necesarias
para las instalaciones sanitarias, comedores, etc.
Uso Público: Compuesto por limpiezas de vías públicas, riegos de jardines
públicos, fuentes y bebederos, limpieza de la red de alcantarillados sanitarios y

la galería de aguas pluviales, edificios públicos, piscina públicas y recreo y
otros.
Usos Especiales: Están constituidos por instalaciones deportivas,
ferrocarriles y autobuses, puertos y aeropuertos, estaciones terminales de
ómnibus.
Pérdida y Desperdicios: Es motivado pérdidas en el conducto, pérdidas en
la depuración, pérdidas en la red de distribución, pérdidas domiciliares,
desperdicios.[7]
2.6. SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.
Un sistema de abastecimiento de agua se proyecta para atender las necesidades
de una comunidad durante un periodo determinado suministrándoles agua en forma
continua y con presión suficiente, satisfaciendo así razones sanitarias, sociales,
económicas y de confort, propiciando su desarrollo[8]. El tamaño del proyecto para
distribución de agua suele estar basado en el consumo anual promedio por persona.
En consecuencia, los pronósticos demográficos para el periodo que abarca el proyecto
son de máxima importancia y deben hacerse con cuidado para tener la certeza de
que los componentes del proyecto son del tamaño adecuado [9].
Este sistema está constituido por una serie de estructuras presentando
características diferentes, que serán afectadas por coeficientes de diseño distintos en
razón de la función que cumplen dentro del sistema. Por tanto, para su diseño es
preciso conocer el comportamiento de los materiales bajo el punto de vista de su
resistencia física a los esfuerzos y daños a que estarán expuestos, así como desde el
punto de vista funcional su aprovechamiento y eficiencia, para ajustarlos a criterios
económicos. [8]

2.7. COMPONENTES DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE.
Los sistemas de abastecimientos están conformados por los siguientes
elementos:
2.7.1. Fuentes de Agua.
Básicamente las fuentes son recursos hídricos naturales de agua, como: ríos,
lagos, mesas de agua e incluso mares, de los cuales se tomará el agua a ser
suministrada a la población. En general, las fuentes de abastecimiento deben proveer
agua en forma continua y en volúmenes tales que puedan satisfacer la demanda del
sistema.
De acuerdo a la forma de aprovechamiento, se consideran dos tipos principales
de fuentes de agua: superficiales y subterráneas. Las primeras fuentes incluían solo
las aguas dulces naturales, como lagos, ríos y arroyos, pero con la expansión
demográfica y el aumento del uso de agua por persona en relación con estándares de
vida más altos, deben tenerse también en cuenta la desalinización y el
aprovechamiento de aguas de desechos o negras.
Para la determinación de la fuente es necesario realizar estudios hidrológicos,
de manera tal de garantizar en base a estadísticas que el suministro será constante y
eficiente. [10]

2.7.2. Tomas.
Pueden ser superficiales o subterráneas, sean de ríos, lagos, pozos, llevaran
obras de captación adaptadas a las condiciones imperantes de esas masas de aguas.
Estas tomas deben aportar a la aducción entre el 125% y 160% del consumo medio
diario durante la vida útil de la obra. [9]
2.7.3. Desarenador.
Se colocan únicamente en tomas superficiales su función fundamental es
separar las partículas más gruesas que entran por la toma (arenas), en caso de que la
fuente en su estado de análisis no transporte arenas se podría omitir este desarenador;
debe tener capacidad suficiente para el caudal que entra por la toma. [11]
2.7.3.1. Componentes Principales de un Desarenador.
Dispositivos de entrada y salida que aseguren una distribución uniforme de
velocidades en la sección transversal.
Volumen útil del agua para la sedimentación de las partículas, con sección
transversal suficiente para reducir la velocidad de flujo por debajo de un valor
predeterminado, y con longitud adecuada para permitir el asentamiento de las
partículas en su trayectoria.
Volumen adicional en el fondo para almacenar las partículas removidas,
durante el intervalo entre limpiezas.
Dispositivo de limpieza y rebose. [12]

2.7.4. Obras de Aducción o Conducción.
Las aguas captadas deben en general, ser conducidas al sitio de consumo, para
lo cual se requieren las líneas de aducción, pudiendo estas ser por gravedad, bombeo
o al caso mixto (gravedad y bombeo), representadas en el terreno mediante canales
abiertos o conductos a presión dependiendo de la topografía de la zona. La aducción
comienza en la toma y termina en el tanque de almacenamiento, pudiéndose encontrar
en este trayecto la planta de tratamiento.
2.7.5. Estanques de Almacenamiento.
Es el elemento intermedio entre la conducción y la red de distribución,
generalmente antes de éste se encuentra la etapa de tratamiento, de su función
depende en gran parte el que pueda proyectarse y ofrecerse un servicio continuo a la
comunidad. Su función es:
Compensar las Fluctuaciones del Consumo: Una manera precisa de
calcular el volumen para compensar las fluctuaciones del consumo durante el
día sería obteniendo un diagrama de consumo para un día promedio como el
que se muestra en la figura 2.1, y con este, elaborar una curva de consumos
acumulados (figura 2.2), teniendo que el volumen a almacenar es igual a la
suma de las máximas ordenadas referente al consumo medio, que esta
representado por la pendiente entre el punto de inicio y el punto de culminación
de la curva de los consumos acumulados. [10] Cuando no se dispone de una
curva aplicable al caso estudiado, el volumen de compensación para localidades
pequeñas debe ser del 30 al 45% del consumo diario de diseño. [13]

Q(L/s)
TIEM )PO (Horas
Figura 2.1. Curva de Variación Horaria.
CONSUMOSACUMULADOS
V2
V1
TIEMPO (Horas)
Figura 2.2. Curva de Consumos Acumulados.
Reserva para Emergencias por Incendios: En redes de distribución se
asignaron gastos de incendios de 10, 16 ó 32 L/s. De acuerdo a la importancia y

densidad de la zona a servir. Dicho gasto se supone puede ser requerido en
cualquier instante y, por lo tanto, debe existir en el estanque de almacenamiento
para atender contingencias de incendio durante un determinado lapso. La
previsión de gasto de incendio para localidades pequeñas, no se justifica en la
mayoría de los casos, por consiguiente, este volumen es cero. [13]
Provisión de Reserva para Cubrir Interrupciones por Daños en la
Aducción o en Bombas: Ante la eventualidad de que en la línea de aducción
puedan ocurrir daños que mantendrían una situación de déficit en el suministro
de agua mientras se hacen las reparaciones pertinentes, es aconsejable un
volumen adicional que dé oportunidad a restablecer la conducción de agua
hasta el estanque. En tal caso, puede estimarse un período de interrupción de 4
horas y el gasto medio de consumo para la determinación de esa capacidad [10].
Por otro lado el MSAS en las Normas y Modelos Para Estudios de Campo y
Diseño de Acueductos Rurales estipula lo siguiente “El volumen de reserva
para contingencias, depende principalmente de la fuente de abastecimiento de
agua y de las características de las instalaciones entre la fuente y el estanque.
Cuando el suministro de agua pueda considerarse seguro y continuo, en la
cantidad prevista en el proyecto, se prescinde del volumen de reserva para
contingencias, a fin de mantener bajo costo inicial del sistema”. De acuerdo a
todo lo anterior, el volumen total de tanque de almacenamiento será de 30 a
45% del consumo diario de diseño, salvo en aquellos casos en los cuales
amerite un estudio para prever capacidad adicional para contingencias e
incendios. [13]
Funcionamiento como parte Integrante del Sistema: En algunas
ocasiones los estanques de almacenamiento sirven de almacenamiento parcial y
de tanquilla de bombeo o de rebombeo a otras redes más altas, simultáneamente

a su condición de servicio para una red baja. En esas condiciones debe darse
consideraciones especiales para la determinación de la capacidad [8].
2.7.5.1. Tipos de Estanques.
Dependiendo de las condiciones en cada caso del proyecto, los estanques
podrán ser enterrados o superficiales, generalmente de concreto armado o
post-tensado, y elevados, en cuya fabricación se utilizan con frecuencia láminas de
acero. [12]
Según su localización, los estanques se pueden clasificar en dos tipos:
Estanque de Distribución: Se tendrá un estanque de distribución cuando el
agua llegue a éste antes de llegar a la población.
Estanque de Compensación: Este tipo de estanques se sitúa en el extremo
opuesto de la entrada de agua a la red de distribución. Cuando el consumo es
nulo la totalidad del agua llega al estanque de compensación a través de la red
de distribución. Cuando el consumo iguala al suministro, no entra ni sale agua
del estanque, y cuando el consumo es mayor que el suministro, la población
será surtida tanto por la línea directa como por el tanque de compensación. [8]
2.7.6 Obras de Distribución.
Consiste en llevar el agua a los diferentes sectores de la comunidad, para lo cual
se requiere un sistema de conductos a presión que tengan la capacidad necesaria para
suministrar cantidades suficientes y dentro de ciertas normas estipuladas para cada
zona en particular. [11]

Una vez definidos los principales componentes de un sistema de
abastecimiento, se muestra a continuación un ejemplo (figura 2.3) para la mejor
comprensión de los antes referido.
Captación Dique
TomaRed de Distribución
por Gravedad Tanque Elevado Río
Desarenador
Figura 2.3. Componentes de un Sistema de Abastecimiento.
2.8. PRINCIPALES SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE.
Los principales sistemas de abastecimientos de agua potables están compuestos
por cuatro tipos que se describen a continuación:
2.8.1. Sistema de Alimentación Directa.
El sistema de alimentación directa se utiliza cuando el abastecimiento de agua
público es continuo y mantiene una presión mínima adecuada.
Red de
Distribución por
Gravedad
Estación de
Bombeo
Aduccion
Estanque de
Almacenamiento
Planta
deTratamiento

2.8.2. Sistema de Distribución por Gravedad desde un Tanque Elevado.
El sistema de distribución por gravedad desde un tanque elevado se emplea en
sectores donde el abastecimiento de agua al público no es continuo o carece de
presión adecuada.
2.8.3. Sistema de Distribución por Combinación de Estanque Bajo, Bomba de
Elevación y Estanque Alto.
La distribución por combinación de estanque bajo, bomba de elevación y
estanque alto se utiliza cuando el servicio no es continuo y la presión no es adecuada
para llenar el tanque elevado.
2.8.4. Sistema de Distribución con Equipo Hidroneumático.
La distribución con equipo hidroneumático se emplea en zonas donde el
abastecimiento de agua no garantice la presión suficiente y se desea mantener una
presión adecuada.
2.9. PÉRDIDAS EN UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE.
Si en un sistema de agua potable se produce un servicio para satisfacer las
necesidades de los diversos centros de una comunidad, se define como pérdidas la
porción del volumen total suministrado que no alcanza su destino proyectado de
consumo, porque se “queda” en el camino.

2.9.1. Causas.
Fugas: Cuando el flujo de agua que transita por la tubería se escapa a
través de: fisuras, grietas, roturas, empalmes deficientes o piezas filtrantes.
Evaporación y Desbordamiento de Tanques: En la etapa de
almacenamiento de agua potable, se puede perder una gran cantidad de
agua por evaporación en tanques abiertos, o derrames productos de una mala
operación o falta de control en el sistema.
Empotramientos Ilegales: Hay dos tipos de irregularidades:
1. Cuando una persona o institución se beneficia del servicio de agua sin
autorización.
2. Cuando la persona esta legalmente empotrada al acueducto pero su
aporte es incompleto.
Errores de Medición: La imprecisión de macro medidores y micro
medidores acarrea pérdidas. En primer lugar, porque los volúmenes medidos
no son reales, hay ciertas cantidades de agua que aunque pase por el medidor
no son contabilizadas, y aunque son consumidas no se facturan.
Uso no medido: En una comunidad existen ciertos usos necesarios que no se
miden, entre ellos se encuentran:
1. Combate de incendio.
2. Lavado de redes
3. Uso del sector público.
4. Lavado de calles. [12]

2.10. CRITERIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO Y EVALUACIÓN DE
SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE.
En el diseño o evaluación de sistemas de agua potable existen ciertos
parámetros, condiciones y normas a seguir para lograr sistemas eficientes y cuyas
implicaciones económicas sean las más factibles, tanto para quienes proveerán del
servicio a las poblaciones, como a los mismos pobladores en la percepción y el
aprovechamiento del servicio.
2.10.1. Período de Diseño.
Un sistema de abastecimiento de agua se proyecta de modo de atender las
necesidades de una comunidad durante un determinado período. En la fijación del
tiempo para el cual se considera funcional el sistema, intervienen una serie de
variables que deben ser evaluadas para lograr un proyecto económicamente
aconsejable.
Por lo tanto, el período de diseño puede definirse como el tiempo para el cual el
sistema es eficiente 100 por 100, ya sea capacidad en la conducción del gasto
deseado, o por la resistencia física de las instalaciones. A continuación se explican los
factores determinantes para los periodos de diseño.
2.10.1.1. Durabilidad o Vida Útil de las Instalaciones.
Dependerá de la resistencia física del material a factores adversos por desgaste
u obsolescencia. Todo material se deteriora con el uso y con el tiempo, pero su
resistencia a los esfuerzos y los daños a los cuales estará sometido es variable,
dependiendo de las características del material empleado. Así, al hablar de tuberías,
como elemento de primer orden dentro de un acueducto, encontramos distintas

resistencias al desgaste por corrosión, erosión y fragilidad; factores estos que serán
determinantes en su durabilidad o en el establecimiento de períodos de diseño, puesto
que sería ilógico seleccionarlos con capacidad superior al máximo que les fija su
resistencia física. Siendo un sistema de abastecimiento de agua una obra muy
compleja, constituida por obras de concreto, metálicas, tuberías, estaciones de
bombeo, etc., cuya resistencia física es variable, no es posible pensar en periodos de
diseño uniformes.
2.10.1.2. Facilidades de Construcción y Posibilidades de Ampliaciones o
Sustituciones.
La fijación de un período de diseño está íntimamente ligada a factores
económicos. Por ello, al analizar uno cualquiera de los componentes de un sistema de
abastecimiento de agua, la asignación de un período de diseño ajustado a criterios
económicos estará regida por la dificultad o facilidad de su construcción (costos) que
inducirán a mayores o menores períodos de inversiones nuevas, para atender las
demandas que el crecimiento poblacional obliga.
2.10.1.3. Tendencias de Crecimiento de la Población.
El crecimiento poblacional es función de factores económicos, sociales y de
desarrollo industrial.
Un sistema de abastecimiento de agua debe ser capaz de propiciar y estimular
ese desarrollo, no de frenarlo, pero el acueducto es un servicio cuyos costos deben ser
retribuidos por los beneficiarios, pudiendo resultar en costos muy elevados si se
toman períodos muy largos para ciudades con desarrollos muy violentos, con lo cual
podría proporcionarse una quiebra administrativa.

Esto nos induce a señalar que de acuerdo a las tendencias de crecimiento de la
población es conveniente elegir períodos de diseño más largos para crecimientos
lentos y viceversa.
2.10.1.4. Posibilidades de Financiamiento y Rata de Interés.
Las razones de durabilidad y tendencia al desgaste físico es indudable que
representa un factor importante para el mejor diseño, pero adicionalmente habrá que
hacer esas estimaciones de interés y de costo capitalizado para que pueda
aprovecharse más útilmente la inversión hecha. Esto implica el conocimiento del
crecimiento poblacional y la fijación de una capacidad de servicio del acueducto para
diversos años futuros, con lo cual se podrá obtener un período óptimo de
obsolescencia, al final de la cual se requeriría una nueva inversión o una ampliación
del sistema actual.
No parece lógica la utilización de períodos de diseño generalizados, cuando
existen una serie de variables que hacen de cada caso una situación particular. Esta es
una condición que conduce a hacer un análisis económico incluyendo las diversas
variables que interviene en la fijación de un periodo de diseño adecuado.
La determinación de la capacidad del sistema de abastecimiento de agua de una
localidad debe ser dependiente de su costo total capitalizado. Generalmente los
sistemas de abastecimiento de agua se diseñan y se construyen para satisfacer una
población mayor que la actual (población futura).
2.10.1.5. Rango de Valores.
A continuación se indican algunos rangos de valores de periodos de diseños
asignados a los diversos componentes de los sistemas de abastecimiento de agua.

Fuentes Superficiales:
1. Sin regulación: de 20 a 30 años.
2. Con regulación: de 20 a 30 años.
Fuentes Subterráneas: El acuífero debe ser capaz de satisfacer la demanda
para una población futura de 20 a 30 años, pero su aprovechamiento puede ser
por etapas, mediante la perforación de pozos con capacidad dentro de períodos
de diseño menores (10 años).
Obras de Captación: Se podrán utilizar períodos de diseño entre 20 y 40
años.
1. Diques- tomas: 15-25 años.
2. Diques- represas: 30-50 años.
Estaciones de Bombeo:
1. Bombas y motores: 10 y 15 años.
2. Instalaciones y edificios: 20 y 25 años.
Líneas de Aducción: Tiene un período de diseño aconsejable entre 20 y 40
años.
Plantas de Tratamiento: Presentan periodos de diseño de 10 a 15 años.

Estanques de Almacenamiento:
1. De concreto 30-40 años.
2. Metálicos 20-30 años.
Los estanques de concreto permiten también su construcción por
etapas, por lo cual los proyectos deben contemplar la posibilidad de desarrollo
parcial.
Redes de Distribución: Se estiman períodos de diseño de 20 años, pero
cuando la magnitud de la obra lo justifique estos períodos pueden hacerse
mayores: 30 a 40 años. [8]
2.10.2. Población de Diseño.
La determinación del número de habitantes para los cuales ha de diseñarse el
acueducto es un parámetro básico en el cálculo del caudal de diseño para la
comunidad. Con el fin de poder determinar la población futura es necesario estudiar
las características sociales, culturales y económicas de sus habitantes en el pasado y
en el presente, y hacer predicciones sobre su futuro desarrollo, especialmente en lo
concerniente a turismo y desarrollo industrial y comercial. La base de cualquier tipo
de proyección son los censos.
Debido a factores imprevisibles, una población no puede ser extrapolada con
seguridad a más de 20 años, pues durante periodos más largos, podrían ocurrir
fenómenos de crecimiento que distorsionen en alto grado la magnitud del proyecto
que se vaya a adoptar.

Existen varias metodologías para la proyección de población entre las cuales se
describirán las principales.
2.10.2.1. Método Lineal.
El método de proyección lineal es un método completamente teórico y rara vez
se da el caso de que una población presente este tipo de crecimiento. Consiste
esencialmente en agregar a la población actual del último censo, un número fijo de
habitantes para cada período en el futuro, resultando, al hacer una representación
gráfica, una línea recta. Se utiliza en aquellos casos, en que el aumento de la
población es constante e independiente del tamaño de ésta, como lo es en pequeñas
comunidades, en especial rurales y en ciudades grandes con crecimiento muy
estabilizado y que posean áreas de extensión futura casi nulas.
Dado por las fórmulas:
)T(TKPP ucfaucf −+=
(2.2)
ciuc
ciuc
a
TT
PP
K
−
−
= (2.3)
Donde:
Pf = Población proyectada (habitantes).
Puc = Población del último censo (habitantes).
Ka = Pendiente de la recta.
Tf = Año de la proyección.
Tuc = Año del último censo.

Pci = Población del censo inicial (habitantes).
Tci = Año del censo inicial.
2.10.2.2. Método Geométrico.
Algunas poblaciones crecen manteniendo un porcentaje uniforme igual al
ocurrido en los pasados períodos y la representación gráfica sería una curva de interés
compuesto.
Este método produce a veces resultados muy elevados, en especial en
poblaciones comenzando a desarrollarse, ya que ellas tienden al principio a crecer
rápidamente hasta que alcanzan su estabilización.
ucf TT
ucf r)(1PP −
+= (2.4)
1
P
P
r
ciuc TT
1
ci
uc
−⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
−
(2.5)
Donde:
r = Tasa de crecimiento anual.

2.10.2.3. Método Logarítmico.
La mayoría de las poblaciones crecen a porcentaje decreciente a medida que
tienden a alcanzar su estabilización. Si el crecimiento de la población es de tipo
exponencial, la población se proyecta a partir de la siguiente ecuación:
( )cifgcif TTKLnPLnP −+= (2.6)
cacp
cacp
g
TT
LnPLnP
K
−
−
= (2.7)
Donde el subíndice “cp” corresponde al censo posterior y el subíndice “ca” al
censo anterior. La aplicación de este método requiere el conocimiento de por lo
menos tres censos, ya que al evaluar un “Kg” promedio se requiere de un mínimo de
dos valores de “Kg”.
2.10.2.4. Métodos Estadísticos.
Además de los métodos de proyección anterior, pueden emplearse métodos
estadísticos para ajustar los valores históricos a la ecuación de regresión para una
curva lineal, exponencial, potencial o logarítmica que se indican a continuación:

Línea Recta (Regresión Lineal):
y = a + bx
Curva Exponencial (a > 0):
y = aebx
Curva Logarítmica:
y = a + bLn( x)
Curva Potencial (a > 0):
y = ax b
(2.11)
(2.10)
(2.9)
(2.8)
Donde:
a, b = Constantes [10].
2.10.2.5. Método de las Densidades.
Pasos a seguir para el cálculo del método de las densidades:
1º Paso: Generalmente se dibuja un plano en pequeña escala de la población y
se señalan las diferentes zonas en colores distintos. Se usa el mismo color para las
zonas del mismo tipo, pero se marcan con letras diferentes.

2º Paso: Las áreas se obtienen por procedimientos geométricos o con el
planímetro. Las superficies deben expresarse en hectáreas. Las superficies de las
calles se incluyen también para el cálculo de las áreas. La suma total de estas áreas
representa la superficie de la ciudad que se tomará en cuenta en el proyecto.
3º Paso: Las densidades necesitan cierto criterio y experiencia acerca del lugar,
sin embargo, se presentan dos maneras de enfocar el problema:
El Ministerio de Infraestructura (MINFRA), en la Dirección del Planeamiento
Urbano de Caracas se encuentran los diferentes planos rectores de las principales
áreas metropolitanas del país con las diferentes densidades de saturación de la
zona o en su defecto la ordenanza de zonificación del municipio respectivo.
En caso de no tener el plan rector, según listado de las series de publicaciones
de la actualización del Plan nacional de Aprovechamiento de los Recursos
Hidráulicos del Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables
(MARNR) [14], las densidades brutas de población del área residencial y obrera se
pueden estimar por la tabla 2.2.
Tabla 2.2. Tipos de Ciudades Según Densidades de Población. [10]
Tipo
Densidad bruta del
agua residencial
Ciudad poco desarrollada 80 hab/ha
Ciudad con desarrollo medio 100 hab./ha
Ciudad desarrollada sin restricción de espacio 140 hab./ha
Ciudad desarrollada con alguna restricción de espacio 180 hab./ha
Caracas 220 hab./ha

En parques y otras áreas verdes se adoptó una densidad bruta de 1000 hab./Ha
como índice normativo deseable.
En zonas comerciales e industriales existe una recomendación de la
Organización Mundial de la Salud (OMS), para países en vías de desarrollo que fija
un área de 6 Ha para cada 1000 hab. en poblaciones pequeñas.
4º Paso: La población futura de cada zona es el producto de la cifra
correspondiente al paso 2 y 3, es decir:
(2.12)P = d*A
Donde:
P= Población, (hab.)
A= Área, (Ha)
d= Densidad de población, (hab./Ha)
En la práctica se encuentra necesario realizar ajustes o modificaciones a la
cifras encontradas en el paso 3, para que la suma total en el paso 4 represente
aproximadamente la población futura supuesta.
5º Paso: El consumo normal medio (L/hab./Día), requiere de un estudio
cuidadoso de las condiciones de cada zona, éste puede resumirse en cuatro grupos
básicos: consumo doméstico, comercial e industrial, público y consumo por pérdidas.
6º Paso: El consumo normal medio diario en litros por hectáreas (L/Ha/ Día),
para cada zona, resulta del producto de la cifras correspondiente a los pasos tres y
cinco.

7º Paso: Las fugas y las tomas clandestinas deben ser factores a considerar, se
pueden estimar entre un 15 % y 20% en consumo total.
8º Paso: El consumo diario previsto (L/ Día/ Ha), la suma de las cifras de los
pasos 6 y 7.
9º Paso: Los consumos medios totales diarios, que se proveerán para el
proyecto, son los productos de las cifras correspondientes a los pasos 2 y 8. la suma
total de las cifras del paso 9 representa el consumo medio total diario en litros. El
cociente de esa suma por la población supuesta, es el consumo medio per capita.
10º Paso: El porcentaje de la superficie de la zona con respecto a la superficie
total, no amerita explicación. La suma total de los porcentajes debe ser 100.
11º Paso: El porcentaje del consumo de cada zona con respecto al consumo
medio total tampoco amerita explicación, y también la suma de los porcentajes debe
ser 100. [12].
2.10.3. VARIACIONES PERIÓDICAS DE LOS CONSUMOS.
La finalidad de un sistema de abastecimiento de agua es la de suministrar agua
a una comunidad en forma continua y con presión suficiente. Para lograr tales
objetivos, es necesario que cada una de las partes que constituyen el acueducto este
satisfactoriamente diseñada y funcionalmente adaptada al conjunto. Esto implica el
conocimiento cabal del funcionamiento del sistema de abastecimiento a las
variaciones en los consumos de agua que ocurrirán para diferentes momentos durante
el período de diseño previsto, como se muestran en la curva típica de variaciones
horarias del INOS (figura 2.4).

Figura 2.4. Curva Típica de Variaciones Horarias del Consumo (INOS).
Los consumos de agua de una localidad muestran variaciones estaciónales,
mensuales, diarias y horarias. Estas variaciones pueden expresarse en función (%)
del Consumo Medio (Qm).
2.10.3.1. Consumo Medio Diario (Qm):
Puede Ser Obtenido:
Como la sumatoria de las dotaciones asignadas a cada parcela en atención a
su zonificación, de acuerdo al plano regulador de la ciudad.
Como el resultado de una estimación de consumo per cápita para la
población futura del período de diseño.
Como el promedio de los consumos diarios registrados en una localidad
durante un año de mediciones consecutivas.

Qm = (Dotación * Población)/ (86400) (2.13)
Donde:
Qm: (L/s.)
Dotación: (litros/personas/día)
Población: (Habitantes)
2.10.3.2. El Consumo Máximo Diario (QMD).
Se define como el día de máximo consumo de una serie de registros observados
durante los 365 días del año.
2.10.3.3. El Consumo Máximo Horario (QMH).
Se define como la hora de máximo consumo del día de máximo consumo. [10]
En la tabla 2.3, se presentan el cálculo del QMD y QMH por diversos autores

Tabla 2.3 Cálculo del QMD y QMH por Diversos Autores [10]:
2.10.3.4 Gasto de Incendio.
Es un factor considerado en el diseño de algunos componentes del sistema de
abastecimiento de agua, de acuerdo a la importancia relativa en el conjunto y de lo
que esto puede significar para el conglomerado que sirve. Se calculan según los
siguientes casos: [6]
En Sectores Comerciales e Industriales, puede obtenerse con la formula:
X15QI =
Autor Caudal
Arocha
(1997)
Rivas
(1983)
INOS
(1965)
MSAS
(1989)
QMD=K1 . Qm K1=(1,2-1,6) K1=1,25 K1=1,20 K1=1,25
QMH=K2 .Qm K2= (2-3)
K2= 2,75-0,0075.X
(1000Hab.<Pob.<10.000Hab.)
X= población en miles de
Hab.
K2=2 (Pob. ≥100.000 Hab.)
K2=2,75 (Pob. ≤1.000 Hab.)
K2= 2,5
(2.14)
Donde:
X = Población en miles de habitantes.

QI = Gasto de Incendio requerido (L/s).
En Sectores Residenciales: En Ciudades con una población menor a 5.000
habitantes debe ser posible considerar todo el gasto requerido por la fórmula
2.13, en cualquier punto del sector residencial, con la presión especificada en
estas Normas.
En Ciudades Grandes: El gasto de incendio dependerá del carácter y el
congestionamiento de los edificios. En las secciones no muy densamente
construidas y con edificios pequeños, el gasto contra incendio no debe ser
menor de 32 L/s. En las secciones densamente construidas con edificios que no
tengan más de tres pisos, el gasto no debe ser menor de 64 L/s. En las áreas
densamente pobladas, en las cuales el tamaño de los edificios se acerque a los
hoteles o apartamentos, de más de tres pisos el gasto contra incendio no será
menor de 96 L/s. Las presiones residenciales deben ser las especificadas en
estas normas. [6]
La duración de los incendios debe suponerse según la tabla 2.4.
Tabla 2.4. Duración de Incendios según QI. [6]
Gasto Requerido
de Incendio (L/s)
Duración
(horas)
Menor de 30 3
De 30 hasta 106 4
De 106 hasta 150 5
Mayor de 150 6

2.10.3.4.1. Almacenamiento de Agua para Combatir Incendios.
En ciudades con una población menor a 200.000 habitantes, se debe suponer
que habrá solamente un incendio a la vez.
Para ciudades con una población mayor de 200.000 habitantes, debe
suponerse que mientras ocurre un incendio en el sector comercial e industrial a
la rata de máxima demanda, habrá otro incendio en un sector residencial. Este
segundo incendio debe considerarse que ejerce una demanda de 32 L/s. La
duración de cada incendio debe suponerse según la tabla indicada arriba. Estas
demandas añadidas darán la capacidad requerida para el almacenamiento.
Es importante destacar que en muchos casos estos gastos de incendios resultan
iguales o superiores al consumo medio de la población, ocasionando duplicación en
las instalaciones, e inversiones injustificadas. A razón de respetar los lineamientos,
también se puede seguir la Norma del M.S.A.S. [15] que dicta:
Para zonas residenciales destinadas a viviendas unifamiliares, o bifamiliares
aisladas, 10 L/s.
Para zonas residenciales destinadas a viviendas multifamiliares, comerciales
o mixtas e industriales, 16 L/s para baja densidad y 32 L/s para alta densidad.
La duración de los incendios se supondrá de cuatro (4) horas.
Según estudios de Rivas [12], Solo en poblaciones por encima de 2000
habitantes, y en su zona central, se recomienda considerar la colocación de bocas de

incendio. Estas no requieren suministrar más de 5 L/s., a una presión de 10 metros. La
duración del incendio se estimara en dos horas para efectos de almacenamiento.
2.10.4. Selección de Tuberías.
Cuando se conduce agua a presión es necesario usar conductos cerrados que
soporten las presiones internas que se producen. La sección más conveniente para
resistir esas presiones, además de presentar las mejores características hidráulicas es
la de forma circular; Estas tuberías pueden ser construidas de diversos materiales,
dependiendo de las presiones internas y externas a que puedan estar sometidas; de los
costos y de las características físicas y químicas del suelo con el que estarán en
contacto.
En Función de las Presiones: Las clases de tubería a seleccionar estarán
definidas por las máximas presiones que ocurran en la línea, lo cual estará
representado por la línea de carga estática. La mejor solución consistirá en
determinar las longitudes correspondientes a cada clase de forma de
aprovechar al máximo la de menor costo hasta su límite de aceptación. La
presión que resista cada tubería vendrá determinada por el fabricante.
En Función del Material: Se elige el tipo de material requerido por la
naturaleza del terreno, condiciones topográficas o de utilización para optar por
el tipo de coeficiente C Hazen-Williams (tabla 2.5).

Tabla 2.5. Valor de Coeficiente C Hazen-Williams. [10]
Material Condición
Diámetro
(Pulg)
CHW
Nuevo Todos 130
5 años de edad
d > 12
8 < d < 10
4 < d < 6
120
119
118
10 años de edad
d > 24
12 < d < 20
4 < d < 10
113
111
107
20 años de edad
d > 24
12 < d < 20
4 < d < 10
100
96
89
30 años de edad
d > 30
16 < d < 24
4 < d < 14
90
87
75
40 años de edad
d > 30
16 < d < 24
4 < d < 14
83
80
64
Hierro Dulce
50 años de edad
d > 40
24 < d < 36
4 < d < 20
77
74
55
Acero
Soldado
Constante
d > 12
8 < d < 10
4 < d < 6
120
119
118

Tabla 2.5. Valor de Coeficiente C Hazen-Williams. [10] (Continuación).
Material Condición
Diámetro
(Pulg)
CHW
Acero
Bridado
Constante
d > 24
12 < d < 20
4 < d < 10
113
11
107
Asbesto
Cemento
Constante Todos 140
PVC Constante Todos 150
Hierro
Galvanizado
Constante Todos 100
2.10.5. Determinación de Diámetros para las Tuberías de Acueductos.
Para el cálculo se utiliza la ecuación de Hazen-Williams:
4,87041,852
1,852
f
φC
LQ10,675
h
⋅
⋅⋅
= (2.15)
Donde:
hf = Pérdida de carga (m).
Q = Caudal de Diseño (m3
/s).
L = Longitud de la tubería (m).
C = Coeficiente de Fricción (Tabla 2.5).
φ= Diámetro de la tubería (m).

La pérdida de carga es la suma de las pérdidas por fricción más las pérdidas por
accesorios, aunque por lo general las pérdidas por accesorios se desprecian. También
se recomienda chequear que la velocidad en la tubería este en el rango de la velocidad
económica (1-2) m/s.
tubería
tubería
Área
Q
V = (2.16)
Cabe destacar que el rango de la velocidad económica es aconsejable para un
diseño bajo esa limitante, ya que el rango de las velocidades permitidas para evitar el
desgaste en la tubería la determinara la resistencia de la misma. [10]
2.10.6. Chequeo de Sobrepresión por Golpe de Ariete.
El golpe de ariete es un fenómeno transitorio de exceso de presión, que se
produce en las tuberías al cerrar o abrir una válvula y al poner en marcha o parar una
bomba, o también al disminuir bruscamente el caudal. Este exceso momentáneo de
presión puede determinarse por la fórmula:
( ) ( )dKeE
EeK
V10,1ρ o
⋅+⋅
⋅⋅
⋅⋅= (2.17)
4
φπ
Q
V 2o
⋅
=
(2.18)

Donde:
ρ = Sobrepresión por Golpe de Ariete. (Kg/m2
)
Vo = Velocidad de circulación (m/s).
K = Módulo de elasticidad del agua. (2,8x108
Kg/m2
)
e = Espesor de la tubería. (m)
E = Módulo de elasticidad del material de la tubería. (Kg/m2
). Tabla 2.6.
D = Diámetro exterior de la tubería. (m)
φ= Diámetro interior de la tubería (m).
Q = Caudal (m3
/s).
Tabla 2.6. Módulos de Elasticidad de los Materiales Usados en Tuberías. [15]
Material E (Kgf/m2
)
Acero (HG, AG) 2,1 x 1010
Hierro fundido (HF) 6,0 x 109
Cobre 1,3 x 1010
Concreto armado (tubería) 3,5 x 109
PVC 2,6 x 108
PEAD 2,0 x 107
La tubería estará expuesta en cualquier sitio a la carga total de presión más el
exceso de presión provocado por golpe de ariete, de modo que la tubería debe tener
una presión admisible mayor a la máxima que se pueda generar.
(2.19)ρhρ Gmáxima +=

Donde:
ρmáxima= Presión Máxima que se pueda generar en la tubería. (m)
hG = Carga Estática de la conducción. (m)
Para determinar la presión admisible de las tuberías de acero se usa la fórmula:
d
e350002
ρ aceroadmisible
⋅⋅
=−
(2.20)
Donde las variables e y d, se colocan en pulgadas, y el presión obtenida será en
lbf/pulg2
. Para comparar con presiones admisibles de tuberías de otro material, estas
se obtienen por el catalogo que suministra el fabricante. [15]
2.10.7. Profundidades de Tuberías.
Cuando se instalan tuberías para la conducción de agua potable, paralelamente a
tramos de tuberías de recolección de aguas residuales, colector cloacal o ramal de
empotramiento, se alejara una de otra la mayor distancia libre horizontal posible. La
distancia libre mínima horizontal exterior entre las tuberías para la conducción de
agua potable y los colectores cloacales será de dos (2) metros, y la cresta del colector
cloacal o ramal de empotramiento deberá quedar a una distancia vertical exterior, no
menor de 0.20 metros por debajo de la parte inferior de la tubería de agua potable.
En ocasiones en las que circunstancias debidamente justificadas no se pueda
mantener la distancia vertical mínima de 0.20 metros entre ambas tuberías, se
tomarán las precauciones necesarias para proteger la tubería de agua potable, tales

como la utilización de juntas herméticas, y el recubrimiento del colector cloacal con
envoltura de concreto resistencia de 28 días , de 140kg/cm2
, de 10 cm. de espesor
como mínimo alrededor de toda la tubería y en una longitud igual a la del paralelismo
entre ambos conductos, más un exceso de 1.50 metros en ambos extremos; o la
utilización e instalación de cualquier otro material que garantice la ausencia de
filtraciones en el colector cloacal, a juicio de la autoridad sanitaria competente, tal
como lo señala el articulo 33 de la Gaceta Oficial Extraordinario Nº 4.103 [15].
En general, las profundidades mínimas y anchos de zanjas recomendados, a que
deben de instalarse las tuberías y llaves de paso, medidas desde la rasante definitiva
del pavimento de la calle al eje de tubería serán las especificadas en la Tabla 2.7.
Tabla 2.7. Profundidades y Anchos de Zanjas Para Tuberías. [15]
Diámetro nominal tubería
mm.(Pulgadas)
Profundidad de la zanja
(cm).
Ancho de la zanja
(cm).
100 ( 4” ) 70 45
150 ( 6” ) 89 53
200 ( 8” ) 90 60
250 ( 10” ) 105 65
300 ( 12” ) 120 75
2.10.8. Pérdidas en Tuberías.
La pérdida de carga representa la cantidad de energía usada cuando el agua se
mueve desde un punto a otro a través de una tubería; o más simplemente, la pérdida
de carga representa un descrecimiento en la presión y siempre está referida en
términos de metros de presión. Existen básicamente dos tipos de pérdida de cargas:
Pérdidas por fricción y Pérdidas menores.

2.10.8.1. Pérdidas por Fricción.
Resultan del movimiento del agua por el interior de una tubería. Entre las
fórmulas para determinar las pérdidas de energía en tubos bajo presión, se encuentra
la de Darcy-Weisbach, que permite evaluar propiamente los factores que afectan esas
pérdidas, mediante graficación del factor F y del número de Reynolds.
2g
V
*
D
L
*Fh
2
f = (2.21)
Donde:
F = Factor de fricción, sin dimensiones.
g = Aceleración de la gravedad, en m/s2
.
hf= Pérdida por fricción, en m.
D = Diámetro, en m.
L = Longitud del tubo, en m.
2.10.8.2. Pérdidas Menores.
Tienen su origen en los cambios de dirección de la corriente, en las
contracciones, ensanchamientos, codos, diafragma, válvulas, entre otros; en general
todos los accesorios de tuberías. Estos elementos producen una perturbación de la
corriente que origina remolinos y desprendimientos, que intensifican las pérdidas. La
expresión generalizada de esta pérdida es:

2g
V
*Kh
2
= (2.22)
Donde:
h = Pérdida de energía, en m.
K = Coeficiente sin dimensiones que depende del tipo de pérdida que se trate,
del número de Reynolds y de la rugosidad del tubo. En el Anexo B, se aprecian
estos valores.
V2
/2g = La carga de velocidad, aguas abajo, de la zona de alteración del flujo
en m. [16]
2.11. REDES DE DISTRIBUCIÓN.
Son aquellas que permiten la conducción de agua a fin de garantizar el
abastecimiento de las unidades componentes de la localidad abastecida, lugares de
consumo como casas, industrias, edificios, etc.
2.11.1. Componentes de las Redes de Distribución.
Los componentes básicos de las redes de distribución son tuberías o conductos
cerrados que permiten distribuir el agua bajo presión a los diversos puntos de
consumo. Según Rivas [12], se pueden clasificar según su función de la siguiente
manera:
Tubería Matriz (mayores de 400 mm): Conducen el agua desde los
tanques de almacenamiento o estaciones de bombeo o aducción a las tuberías

arteriales. No se deberían hacer tomas sobre esta tubería sino sobre tuberías de
distribución paralelas.
Tuberías Arteriales o Principales: Suplen los gastos a los hidratantes y
consumos en general.
Tuberías de Relleno: Pueden hacer la misma función de las arteriales pero
en general se utilizan para intercomunicar redes para formar mallas por lo cual
generalmente son de diámetros menores que las arteriales. Deben tener
diámetro suficiente para servir a los hidrantes y garantizar presiones mínimas.
Tuberías de Servicio: Suplen el consumo desde las tuberías a los medidores
comerciales instalados en la residencia o institución que reciba el servicio. En
medio urbanos el φ ≥ ¾”, se puede aceptar en medios rurales hasta diámetros
de ½”.Las tuberías de distribución, en general, se colocan a un lado de la calle
para dejar el centro a los colectores cloacales. Si el ancho de la calle fuese
mayor de 17m. se podría recomendar dos líneas de alimentación. La tubería de
distribución debe estar como mínimo a 20 cm. por encima de la cloaca y a una
separación horizontal mayor de 2m.
2.11.2. Clasificación de Redes de Distribución.
Las redes de distribución se pueden clasificar, de acuerdo a distintos autores
según la energía disponible y según su estructura.

Según la Energía Disponible:
Los sistemas de distribución se clasifican, atendiendo a la energía
disponible para el transporte del agua en:
1. Por Gravedad: Cuando la fuente de abastecimiento esta a una elevación
tal que suministra el agua bajo la acción misma de la gravedad.
2. Por Bombeo con Almacenamiento: En este sistema, la presión
necesaria que debe suministrarse al liquido se obtiene mediante el uso de
bombas y motores. El exceso de agua bombeada durante las horas de bajo
consumo es almacenado para suplirla en las horas de máximo consumo.
3. Por Bombeo sin Almacenamiento: En este caso, las bombas impulsan
el agua directamente en las tuberías de distribución. Este sistema obliga a
tener unidades de reserva que funcionen en el caso de desperfecto de las
unidades en servicio. [12]
Según su Estructura:
Dependiendo de la topografía, de la vialidad y de la ubicación de las
fuentes de abastecimiento y del estanque, puede determinarse el tipo de red
de distribución:
1. Ramificado: Son redes de distribución constituidas por un ramal
troncal y una serie de ramificaciones o ramales que pueden constituir
pequeñas mallas, o constituidos por ramales ciegos. Se usa cuando la
topografía impide la interconexión entre ramales.

2. Mallado: Son aquellas redes constituidas por tuberías
interconectadas formando mayas. Este tipo de red de distribución es el
más conveniente y trata siempre de lograrse mediante la interconexión
de las tuberías, a fin de crear un circuito cerrado que permita un
servicio más eficiente y permanente. [8]
3. Mixto: Este tipo de red posee tramos ramificados y mallas.
2.11.3. Elementos Complementarios.
Entre los cuales se destacan válvulas, hidrantes y tanquillas rompe carga.
2.11.3.1. Válvulas
Son elementos que se colocan en las tuberías como auxiliares indispensables
para la adecuada operación, mantenimiento y seguridad de los sistemas de
conducción de los fluidos. Entre la gran variedad de obras hidráulicas, donde las
válvulas encuentran aplicabilidad, se encuentran los acueductos. [17]
Se usaran válvulas de compuerta de doble disco. Las válvulas colocadas en las
calles o subterráneos tendrán extremos de campana y serán de tipo varilla no
ascendente. Los diámetros correspondientes de las mismas respecto al de la tubería se
aprecian en la tabla 2.8.

Tabla 2.8. Diámetro de Válvula de Acuerdo con el Diámetro de Tubería. [15]
Diámetro Nominal de la Tubería Diámetro Nominal de la Válvula
mm pulgadas mm pulgadas
100 4 100 4
150 6 150 6
200 8 200 8
250 10 250 10
300 12 300 12
350 14 350 12
400 16 400 12
450 18 450 16
500 20 500 16
600 24 600 20
750 30 750 24
2.11.3.1.1. Ubicación de las Válvulas.
Las válvulas deben colocarse:
En los ramales de distribución en los puntos donde estos se interceptan las
tuberías principales.
En las tuberías principales en todas las intersecciones con otras tuberías
principales y además las válvulas deben estar de manera que en caso de una
ruptura no sean afectadas más de 400 m de tubería principal.

En ramales pequeños deben proveerse con dos válvulas en cada esquina de
manera que solo estén dos cuadras fuera de servicio al mismo tiempo.
Para válvulas de un tamaño de 12 pulgadas o mayor, deben colocarse en
tanquillas cubiertas adecuadamente y protegidas contra el trafico y aguas
superficiales. [6]
2.11.3.1.2. Válvulas que se Emplean en los Sistemas de Abastecimiento.
En los puntos siguientes se destacan las características generales de algunas
válvulas que se utilizan en los sistemas de abastecimiento de agua:
Válvulas de Retención: Para permitir el flujo en la tubería sólo en un
sentido.
Válvula de Paso: Para obstruir en un momento dado el paso del agua de un
punto a otro de la tubería. Entre las más usadas para distribuciones se tienen las
de doble disco.
Válvulas de Altitud: Estas válvulas son utilizadas para evitar el rebose de
tanques cuando existen otros en el sistema a mayor elevación [18].
Válvulas de Admisión y Expulsión de Aire: Estos dispositivos se conocen
también con el nombre de ventosa, y se colocan en determinados sectores de la
tubería para permitir la entrada o la salida del aire, cuando así se requiera
durante diferentes fases de operación del sistema. Las válvulas de admisión de
aire generalmente se instalan en puntos altos de la conducción, bien sea, para
mantener las presiones que se puedan generar por encima de cierto valor

compatible con la resistencia estructural de la tubería, o para acelerar su
vaciado, cuando sea necesario por razones de mantenimiento.[17] En tuberías
de distribución (hasta Φ 14” o 350 mm inclusive) se admiten tomas de servicio
en el punto alto para servir de ventosa. En tuberías de 12” o mayores y que no
tengan tomas de servicio, así como en tuberías matrices deberán preverse
ventosas automáticas o manuales en todo los puntos altos, así como próximo a
las llaves maestras (del lado aguas abajo) [18].en este sentido a continuación se
presenta la tabla 2.9 en la que se establecen los diámetros de las ventosas según
el diámetro nominal de la tubería.
Tabla 2.9. Diámetro de la Ventosa Correspondiente al Diámetro de la Tubería. [15]
Diámetro Nominal
de la Tubería
Diámetro Nominal
Ventosa Manual
Diámetro Nominal
Ventosa Automática
mm Pulgadas mm Pulgada mm Pulgadas
300 12 100 4 19-1 ¾
350 14 100 4 19-1 ¾
400 16 150 6 25 1
450 18 150 6 25 1
500 20 150 6 50 2
600 24 200 8 50 2
750 30 200 8 50 2
Purgas o Válvulas de Limpieza: En tuberías de φ 12” (φ 300mm) o
mayores deben preverse purgas en los puntos bajos de la línea ya que existirá
la tendencia a la acumulación de sedimentos, en los cuales estas válvulas
permitirán la limpieza periódica de los tramos de tubería (Ver tabla 2.10.). En
los ramales de tuberías en bajada, que no estén mallados, debe instalarse un
hidrante de poste adecuado, que servirán de purga. [18]

Tabla 2.10. Diámetro de la Purga Correspondiente al Diámetro de la Tubería. [15]
Diámetro Nominal Tubería Diámetro Nominal Purga
mm Pulgadas mm Pulgadas
300 12 150 6
350 14 150 6
400 16 150 6
450 18 150 6
500 20 200 8
600 24 200 8
750 30 250 10
Válvulas Reductoras de Presión y Válvulas Reguladoras de Presión: En
el diseño de abastecimiento de agua, las válvulas automáticas de alivio, tienen
la función de proteger a las tuberías de sobrepresiones. Estas válvulas pueden
ser de dos tipos:
1. Válvulas Reductoras de Presión: Que producen en su interior una carga
de pérdida constante, cualquiera que sea la presión de entrada y el gasto,
estas pueden ser instaladas sin mayor conveniente en líneas de aducción
ya que no hay requerimientos de mantener presiones limitadas por razones
de servicio, como lo sería en tuberías de distribución.
2. Válvulas Reguladoras de Presión: Se usan para mantener una presión
constante en la descarga, aunque en la entrada varía el flujo o la presión.

Estas válvulas son más útiles en las redes de distribución que en la línea
de aducción. [19].
2.11.3.2. Hidrantes.
Los tipos permisibles tendrán un barril o cuerpo cilíndrico y serán construidos
de tal manera que en caso de romperse el barril, la válvula del hidrante permanezca
cerrada. El espaciamiento de los hidrantes en los sectores comerciales e industriales
es de 100 metros; en los sectores residenciales la distancia máxima permisible es de
200 metros.
2.11.3.3. Tanquillas Rompe Carga.
Estructuras empleadas para la disipación de la carga de energía que puede tener
el flujo por diferencias de elevación en su recorrido, generalmente se ubican entre
tomas y las obras de tratamiento, así impiden posibles daños estructurales en otro
elementos del sistema por exceso de presión. [8]
2.12. DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN.
Para el diseño de las redes de distribución es imprescindible haber definido la
fuente de abastecimiento y la ubicación tentativa del tanque de almacenamiento.
El análisis de la red debe contemplar las condiciones más desfavorables, lo cual
hace pensar en la aplicación de factores para las condiciones de caudal máximo
horarios y la estimación de la demanda de incendio.

Las presiones en la red deben satisfacer ciertas condiciones mínimas y máximas
para las diferentes situaciones de análisis que puedan ocurrir; esto obliga en muchos
casos (ciudades con topografía muy irregular) a separar redes mediante estanques,
válvulas reductoras de presión o tanquillas rompe carga, a fin de mantener estas
presiones dentro de los valores máximos tolerables en la red de distribución.
Diversos métodos se han seguido para determinar los gastos por cada nodo de
una red, entre los cuales los más generalizados son los siguientes:
Método de las Áreas: Se trata de determinar el gasto o consumo medio para
toda la zona a proyectar y los áreas de influencia de cada nodo con su peso
respectiva, a fin de definir una demanda una demanda unitaria. Se entiende por
peso de un nodo a rata de ocupación del nodo o de desarrollo en el período de
diseño. Se enumeran los nodos que configuran la malla y se determinan las
áreas de influencia de cada uno, trazando las mediatrices de los tramos. Se
procura tener áreas de figuras geométricas conocidas o en caso contrario debe
disponerse de planímetros para su medición.
Método de Repartición Media: Este método muy generalizado, para la
concentración de los gastos en los nodos, es mediante la repartición del gasto
por mitad a ambos extremos de cada tramo. Para ello, una vez que se ha
definido la malla y se han determinado los gastos medios de consumo en cada
tramo de todo el sistema (tubería principal, secundaria y ramales abiertos), se
asignan los gastos de las tuberías secundarias y ramales ciegos a las tuberías
principales, de acuerdo a una distribución lógica. Asignando a cada tramo de la
tubería principal (la malla) el gasto correspondiente, se multiplica por el factor
de diseño (K2 y K3, etc.) y se reparten dichos gastos por mitad de cada nodo
que constituye el tramo.

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